溫州市甌海區排污口整治與河道生態復合處理方法及技術

李又萍

摘要：指出了隨著溫州地區經濟的高速發展，特別是甌海經濟開發區工業和商業的高速發展，帶來的隱患就是生產和生活過程中固體廢棄物及生活污水的大量排放，但由于環保措施落后，截污納管滯后，整個甌海經濟開發區工業廢水除少量有排入河道外，基本達到截污納管。但居民生活污水排入河道的現象隨處可見。以山垟街道黃嶼村內山前河為例，排污口達98處之多，黃嶼村內生活污水及沿邊少量工業廢水沿排污口排入山前河內，山前河黑臭嚴重。針對溫州地區的這種情況，根據多年工程設計經驗，進行了深入地分析與探討，提出了復合處理方法及技術，并在此作了詳細地闡述。

關鍵詞：截污納管；排污口；河道生態治理；黑臭；復合處理方法與技術

中圖分類號：TU992.25

文獻標識碼：A 文章編號：16749944（2017）10004903

1 引言

任由排污口污水不斷排入河道顯然不可取，在現今河道排污口及河道生態治理過程中有多種處理方法及技術，筆者在各種水處理及河道水質修復治理的基礎上，根據自身的經驗與探索，對溫州市甌海經濟開發區河道排污口及生態修復治理作了一整套的復合處理方法及技術總結。

2 排污口截污并管技術

由于甌海經濟開發區普遍存在河道兩岸排污口較多，大多位于常水位以上30～80 cm的范圍，少數排污口為半水下式，不排除水下存在不可見排污口。排污口現狀如圖1、2。

排污口截污并管技術：沿河兩邊各設一根污水總管，標高要低于每邊最低排污口的標高。管道安裝采用吊支架的方式，管道支架采用DN40鍍鋅鋼管樁打入河岸側壁的方式。河兩邊污水分別集中至河道下游排污口最低位置，在河道下游最低位置設集水井及污水提升泵，污水提升泵將污水提升至WS-AO預制玻璃鋼曝氣生物濾池。

3 排污口WS-AO 一體化玻璃鋼生物濾池技術

河道排污口采用排污口截污并管技術后，在下游集

水井內污水經提升進入WS-AO一體化玻璃鋼生物濾池，WS-AO一體化玻璃鋼生物濾池為預制玻璃鋼產品，外加鍍鋅鋼管等防護結構（DN32鍍鋅鋼管+石籠網+級配石英砂填充）。

該生物濾池采用玻璃鋼一次手工制作成型。內部共分4倉，1、2倉為接觸氧化池，接觸氧化池內設組合填料+Φ215曝氣器，池外設渦旋鼓風機，鼓風機通過氣管向池內鼓風曝氣。

接觸氧化池內組合填料表面生長著吸附、降解有機污染物能力極強的由多種微生物組成的生物膜，污水中有機污染物經微生物膜，游離微生物等的吸附、降解等作用，CODcr、BOD5、NH3-N等大部分得以去除，CODcr去除率可達75%～85%，BOD5去除率可達90%～95%，NH3-N去除度可達50%～60%。由于生物膜上微生物的老化死亡，生物膜將會從濾料表面脫落下來，然后隨著廢水流出池外。由于生物膜的吸附作用，在它的表面往往附著一層薄薄的水層，水中的有機物被生物膜所氧化，其濃度要比濾池進水中有機物的濃度低得多，因此當廢水在濾料表面流動時，有機物就會從運動著的廢水中轉移到附著在生物膜表面的水中去，并進一步被生物膜所吸附。同時，空氣中的氧也將經過廢水而進入生物膜。生物膜上的微生物在氧的參與、作用下對有機物進行分解和機體新陳代謝，產生了包括二氧化碳等無機物，它們又沿著相反的方向，即從生物膜經過附著水排到流動著的廢水及空氣中去；在此過程綜合作用下，廢水中有機物的含量大大減少，因而得到了凈化。

在該池中發生的主要生物反應可描述為：

BOD+O2=CO2+H2O+新好氧污泥（1）

接觸氧化池出水進入斜板沉淀池，沉淀池內設PP斜管，生物膜、固體懸浮物及多余污泥在沉淀池內沉淀除去，較消澈出水再進入砂濾池。砂濾池內設粒徑為5～15 mm的石英砂，經過石英砂過濾的清潔出水進入下一級過濾。

該WS-AO預制玻璃鋼曝氣生物濾池有效解決了現今排污口污水污染河道的問題，且一體化玻璃鋼預制曝氣生物濾池整體安裝簡單，形體小，不占用河道面積，處理高效。經過復合人工濕地處理出水可達《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）Ⅱ類污染物中的一級排放標準后排入河道。

4 復合人工濕地凈化技術

該復合人工濕地凈化技術用于凈化處理河道水質，河水中含有大量的有機污染物、固體懸浮物、N、P等污染物，嚴重污染河道，該人工濕地可直接放于河道內，外圍采用毛竹樁防護結構。

該人工濕地包括豎流沉淀池、集水井、Ⅰ級復合濕地床、Ⅱ級復合濕地床及清水池。

此技術用于凈化河道水質，河水通過進水口進入豎流沉淀池，在中心導流筒內泥水分離，清水沿著溢流堰流入集水井內，在集水井內，河水由潛污泵提升進入Ⅰ級復合濕地床及Ⅱ級復合濕地床，兩級復合濕地床均由兩道濾層組成，第一層濾層由過濾棉+密目鋼絲網結構，第二層濾層由錳砂濾料組成，Ⅰ級復合濕地床錳砂粒徑由1.2～2.0 mm組成，Ⅱ級復合濕地床錳砂粒徑由0.6～1.2 mm組成，兩級復合濕地床錳砂濾料即起到對污染物截留作用，同時，錳砂又有除鐵、錳、砷的功能。最后出水在清水池內投加除藻劑（CuSO4），隨清澈出水一起流入河道，有效殺滅河水中的藻類。

復合濕地床上可種植空心菜、水芹菜等水生蔬菜，亦可種植黃菖蒲、鳶尾等挺水植物品種。挺水植物可隨季節收割。

集水井內污水提升和除藻劑投加計量泵均采用太陽能發電供電，因此，無需另外設動力提升。

該復合型人工濕地能有效改善河道水質，整體安裝簡單，形體小，不占用河道面積，處理高效，對于河道水質的長期凈化與維持，效果顯著。

5 太陽能生態浮島組合修復技術

太陽能生態浮島組合修復技術采用生態及生化技術用于凈化處理河道水質，生態浮島采用浮盆+UPVC外框架的形式，生態浮島上種植挺水植物，利用挺水植物對各種植物的吸收和富集功能不同來凈化河道水質，河道太陽能曝氣板設于組合式生態浮島的正中間，采用蓄電池蓄積太陽能，用于陰雨天時曝氣使用。浮島下方懸掛￠150×80 mm組合填料，填料下方懸掛￠65×1000 mm管式曝氣器（三元乙丙橡膠材質）。

太陽能板收集的太陽能在蓄電池內收集并轉化成電能，通過鼓風機至生態浮島下方的管式微孔曝氣器內，管式微孔曝氣器產生1～2 mm的氣泡，單根管式微孔曝氣器充氧能力≥0.40 kg O2/h；

橡膠膜片在壓縮空氣的壓力下撐開向水體充氧，釋放的氣泡直徑約為1.0～2.0 mm，在曝氣停止時微孔閉合，以達到防堵塞、防倒灌、防逆流的使用要求，確保污水不會進入曝氣系統，并防止污泥堵塞。長時間的停止工作后，仍能正常地恢復曝氣。

硅橡膠膜片套附在高強度的ABS支撐管的外壁上，二端采用不銹鋼套環將膜片與支撐管固定。支撐管開孔處為整張膜片無孔區，確保在長時間運行后，不會發生膜片變形現象；同時當曝氣停氣時，由于水壓的作用和膜本身的回彈作用，使膜片壓于支撐管上，防止污水回流。

生態浮島下方懸掛的組合填料表面生長著吸附、降解有機污染物能力極強的由多種微生物組成的生物膜，污水中有機污染物經微生物膜，游離微生物等的吸附、降解等作用，CODcr、BOD5、NH3-N等大部分得以去除，CODcr去除率可達75%～85%，BOD5去除率可達90%～95%，NH3-N去除率可達50%～60%。有效去除河水中的有機污染物。

6 微生物脫氮除磷及強化消解底泥技術

由于河道長期受周邊生活污水及少量工業廢水的污染，河水及河道底泥存在大量的N、P及有機物，采用ISSA PGPR原位生態修復處理技術強化消解底泥、脫氮除磷。

生物處理法是利用生物（即細菌、霉以及原生動物）的代謝作用處理各種廢水的方法，而維持微生物代謝必需有各種營養物質和能量。

6.1 工藝流程

通過把激活原位ISSA PGPR微生物所需的各種營養物質（微量元素，蛋白質，酶及其他載體）通過納米技術及微包覆技術制成生物材料，投放在人工建立的生物平臺上，然后在生物平臺的一邊通過泵和水管將河流中的污水抽入生物平臺內，利用緩釋技術把顆粒溶解后在另一邊通過水管流入到河流中，這些顆粒營養物質連續不斷地激活水環境中的PGPR微生物，使之不斷繁殖，然后通過微生物的有氧反硝化作用去氮，以及建立高效食物鏈來降低水體中的富營養物質如氮、磷等，從而達到降解的效果（圖3）。

6.2 技術產品特征

（1）生物材料是一種聚羥基脂肪酸酯的有機高分子的材料，是很多微生物合成的一種細胞內聚酯。它具有良好的生物相容性能、生物可降解性和塑料的熱加工性能，具有較好的水解穩定性的特點，還常作為一種性能優良的環保生物塑料，又具有許多可調節的材料性能，成本也很低，額外的附加值也很高。

（2）生物平臺比較精美，方便運輸，且運行成本較低。

（3）微生物的原位選擇性激活：選擇性的激活水環境中原有的PGPR微生物，無需另外投放微生物。

（4）污染物的原位處理：就地把污染物轉化為微生物及其他生物的“食物”，由傳統的“轉移對抗”變成“和諧利用” 。

（5）整體修復：不僅改善水質，恢復水體生態，而且可以降低淤泥中富營養物質，實現生物除淤（淤泥體積最高減量可達40%）。

（6）食物鏈：通過低端微生物的快速繁殖來加速食物鏈的形成并快速改善高端生物的生長環境，大大加速“食物鏈”的效果：氨氮和總磷的下降，透明度及溶氧的增加。

（7）植物促生作用：PGPR能很好地促進水生植物的生長。

（8）適用范圍廣：pH值范圍4.5～10.5，水溫不超過50℃，激活廣譜的原位PGPR微生物，可修復不同類型的水體污染，并實現水環境的綜合治理。

6.3 技術優勢

（1）傳統的生物處理是采用對抗處理法、針對特定的污染物投入特定的菌種，處理的污染物單一且效果不明顯，污染物也只是相對地轉移而已；生態修復技術是采用和諧處理法，投入生物材料后原位處理，激活很多微生物菌種，針對的污染物廣泛，處理的污染物全面效果也很明顯。

（2）傳統的生物處理會產生大量的污泥，而污泥的處理有需要額外的物理法來處理；該生態修復技術將采用生物清淤的辦法，直接通過微生物作用使底泥能夠減少。

（3）傳統的生物處理投入的菌種需要一定的適應期，成活率不高，對污染物的降解過程比較緩慢，降解率低，短時間內效果不明顯；該生態修復技術是通過原位激活微生物，沒有適應期，微生物快速繁殖，見效快，降解效果也很明顯，2個月水質明顯改善，一年內基本恢復水體生態，實現水質提升到五類甚至四類水質標準。

（4）傳統的生物處理采用曝氣的方法，成本高，需要大型的鼓風機和許多曝氣機、安裝工程量大、耗電量大、且在運行過程中會產生很大的噪音，嚴重影響周圍的生活環境；生態修復技術成本低，只需要一臺0.37 kW的小型泵，安裝攜帶都方便，耗電量低，且無噪聲。

（5）傳統的生物處理后的水體自凈能力差，且效果不保持；生態修復技術處理后的水體自凈能力強，效果持續長久。

7 水生動植物長效修復技術

水生動植物的長效修復技術使人工干預凈化向自然生態修復轉化。

針對溫州市甌海經濟開發區河水中N、P濃度普通在10 mg/L以上，N、P濃度普通較高。因此，在水生植物修復方面，選取抗逆性、適應性及對N、P濃度的富集性均較強、繁殖系數大、生長速度快，水肥吸收能力強，植株相對高大、對其他水生植物有強烈郁閉和侵擾作用，極易形成單一優勢群落的挺水植物。在河道內較多的選擇荷花、再力花、蘆葦等觀賞價值高且易種植的植物，以達到“曲院風荷”的效果。

向富營養化的水體中放養水生動物，如魚、蝦、螺、貝等，在水生態系統物質循環與流動中具有特殊的地位和作用。一方面，可以捕食底質中大量的有機質及腐敗的水生植物殘體等，大幅度降低底質中有機質含量及營養物質的釋放；另一方面，大型螺類等釋放的某些物質又是水體中天然的絮凝劑，可以降低水中的懸浮物顆粒并吸附大量的氮磷營養鹽。通過建立水生動物群，能進一步恢復物種多樣性，促進水體的微循環，為其他水生生物的生長創造更佳條件（圖4）。

8 結語

通過工程治理過程實踐總結的一些經驗和技術，對溫州市甌海經濟開發區河道污染嚴重的情況乃至全國的河道污染處理技術都還需要進一步的探索和研究，改進和創新。隨著河道治理技術的不斷成熟和發展，河道污染也將逐步改善，最終得以根治。

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